maya 7.0 刚体和柔体-柔体动力学

咻咻神

maya 7.0 刚体和柔体-柔体动力学
在创建柔体时，系统会自动创建一个粒子物体，所以从某一方面来讲，柔体只是粒子的集合体，然而标准粒子和柔体粒子有些不同。一方面，柔体粒子被联接起来有一形状，另一方面，它们以一固态形状而不是点的集合体出现在屏幕上及最终渲染中。因为这两种属性，所以柔体是特殊的，它们可以以固态几何体出现，几何体中的点和粒子物体中的粒子一一对应。当粒子运动时，几何体中的点也会随之运动。它们尽管复杂，但创建柔体还是容易的，只要选择模型，并告诉 maya 创建柔体便可。如图 11-25 所示为用柔体创建的一面旗。

图 11-25 柔体作用效果

柔体的创建方法
在一新场景中创建基本 nurbs 球体。选择 dynamics|bodies → create soft body ，出现 soft options 对话框，如图 11-26 所示。

图 11-26 soft options 对话框

下面是它的参数：
● creation ooptions ：该下拉列表中包括 3 个选项：
make soft ：该选项直接将选中的物体转换成柔体。
duplicate ， make copy soft ：在不改变原物体的情况下，以复制出的副本作为柔体。
duplicate ， make original soft ：使用该选项可以直接将物体转换成柔体，并且另外复制一份原始物体。
duplicate upstream graph ：当选中此复选框时，系统会自动复制原始几何体，并且把复制的几何体转换为柔体。
● hide non-soft object ：选中此复选框时，系统可以自动将原始的几何体隐藏起 来，以节省有限的工作空间。
● hide non-soft a goal ：如果取消选中此复选框，当创建柔体时必须为粒子创建目标。
● weight ：设置目标物体的权重，当该值为 0 时，柔体可以自由地变形；当该值为 1 时，柔体将尽量匹配目标物体的形状。
在该对话框中，确保在 creation options 下拉列表中选择 make soft 选项。单击 create 按钮，然后单击 close 按钮，将原始几何体 ( 球体 ) 转为一个柔体。这时出现一个看上去像球体的物体，由一群粒子包围着，粒子的数目由原始几何体中的等参线 ( 或多边形表面 ) 数值决定。若想要更多的点，可以使用更多的等参线创建初始形状。选择 makenurbssphere1 节点并改变段数 ( 或块数 ) 为 8 ，柔体粒子数目随之改变。如图 11-27 所示。
提示：
在开始动画后不要再添加或提取段和面，这样会得到不可控制的柔体效果。

图 11-27 转换成柔体

maya 除了可以把 nurbs 物体转换成柔体之外，还可以将 ik 样条曲线和运动路径转换成柔体，转换的方法相同。
在开始使用柔体之前，先在 outliner 窗口中看一看柔体的结构。
打开 outliner 窗口，并执行 options → display → shape nodes 命令，窗口将出现图 11-28 所示的内容。

图 11-28 outliner 窗口

在该窗口中，可以看到 nurbssphere1particle 和 nurbssphere1particleshape 节点处于选中状态，这两个节点是新建的柔体变形和形状节点，这些节点附加到你的原球体中。
为柔体加入一个对其有影响的动力场。
重新选中球体，再执行 fields → create gravity 命令。这时重力场将出现在工作区中心。当播放动画时，球在重力影响下下落。
定制动画的播放，并回到第 1 帧，将球体向上移动，在场景中到建一个 nurbs 平面，大小和网格大小相近。
提示：
在播放前一定要回倒动画，否则在播放时会产生奇怪的效果。
选择球体，按 shift 选择平面，再选择 particle → make collide 命令。现在，当重力使柔体下落时，组成柔体的粒子将与平面发生碰撞，当播放动画时，将看到如图 11-29 所示的内容。

图 11-29 碰撞效果

柔体碰撞与刚体碰撞是不同的。首先，刚体将自动与另一刚体碰撞；而柔体则必须定义碰撞，就象使用标准粒子群一样。另外，每个粒子 —— ( 而不是作为一个整体的固体表面 ) 在不同的时间与平面碰撞，引起球体发生变形。
在柔体中加入弹簧效果
在 11.2 用户节中的粒子中，可以看到球体的上半部分产生了的剧烈运动，这种运动状态有可能是你不需要的。 maya 中的弹簧功能就是用于这一问题的。通过在柔体的粒子之间添加 spring( 弹簧 ) ，可以改善柔体内部的结构和变形控制。这是因为它向各个方向延伸。换句话说，柔体没有维持其长度；没有一种帮助其维持长度和体积的“骨架”。如果为柔体创建了 spring ，当柔体与地面等物体碰撞时，柔体就会自动发生弯曲，这种效果看起来很真实，如图 11-30 所示。

图 11-30 弹簧效果

并不是所有的物体之间都能建立 spring ，一般情况下，弹簧效果总是作用于粒子之间，另外，柔体的可控点或者顶点、曲线或者多边形曲面上的可控点、多边形的顶点和晶格点之间也可以创建弹簧。
每一个 spring 至少有一个端点是粒子或者柔体顶点。在图 11-31 所示的例子中，粒子矩阵中的粒子与圆环物体的可控点是通过 springs 连接的。

图 11-31 spring 与物体 cv 点

在特殊的物体元素上，也可以创建 spring ，如图 11-32 所示，在两个不同的粒子物体之间，分别选择一对粒子，并且创建 spring 。

图 11-32 在两个物体之间创建弹簧

粒子在发射出之后也可以创建 spring ，利用这种功能可以制作出类似于烟云的效果，如图 11-33 所示。

图 11-33 弹簧作用于粒子发射之后

场景窗口中选择柔体物体，再选择 soft/rigid bodies → crease springs 命令，便可以打开 spring options 对话框，如图 11-34 所示。在这个对话框中可以对弹簧作一些调整。

图 11-34 spring options 对话框

下面是它的具体参数：
● add to existing spring ：在带有弹簧的柔体上添加新的弹簧。
● don`t duplicate spring ：用于避免在带有弹簧的两个粒子之间创建新的弹簧。
● set exclusive ：当一个以上的物体处于选中状态的时候，物体中的所有点都会被弹簧连接起来。
● creation method ：选择 minmax 选项时，可以使用 min distance 和 max distance 文本框来定义柔体中的一个范围，在此范围内的所有点，都将被 spring 连接起来，如图 11-35 所示。
选择 all 选项可在选中物体的所有点之间创建弹簧，这样可以形成一个统一的弹簧体系结构，也可以将它看作为一个弹簧物体，适用于创建一个跳动的球体或者石块，效果如图 11-36 所示。

图 11-35 定义范围 图 11-36 all 选项的作用效果

选择 wireframe 选项可在柔体物体的最外层创建弹簧，此选项非常适用于曲线构成的柔体或者不规则曲线的柔体，如图 11-37 所示。

图 11-37 wireframe 选项的作用效果

● min distance 和 max distance ：在 minmax 模式下，用于定义柔体距离范围的最小距离和最大距离。
● wire walk length ：在 wireframe 模式下，用于设置物体边缘粒子之间有多少弹簧被创建，设置 wire walk length ＝ 1 ，或者 wire walk length=2 ，效果如图 11-38 所示。该数值设置的越大，柔体的结构越复杂。

图 11-38 设置 wire walk length 的数值

● rest length ：设置 spring 静止时的长度，在弹簧物体中，每一个弹簧都具有相同的静止长度。
● siffness ：设置弹簧的坚硬程度，如果弹簧的坚硬度增加过快，那么弹簧的伸展或者缩短也会非常快。
● damping ：设置弹簧的阻尼力，如果该值较高，则弹簧的长度变化就会变慢，该值设置的较低，则弹簧的长度变化就会变快，可以运用低的阻尼值和高的弹力值来创建物体颤动效果。
● end1 weight ：设置应用到弹簧开始点上弹力的大小，当 end1 weight 值为 0 时，表明开始点不受弹力的影响，当该值为 1 时，表明受到弹力的影响。
● end2 weight ：设置应用到弹簧结束点上弹力大小，当该值为 0 时，表明结束点不受弹簧弹力的影响，当该值为 1 时，表明柔体受到弹力的影响。

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